氧氮液化设备低温液体泄漏的原因分析与处理

氧氮液化设备低温液体泄漏的原因分析与处理

刘平, 宋玉辉, 闫长松

(郑州安飞电子玻璃有限公司制氧车间, 河南省郑州市经济技术开发区航海东路第九大街　450016)

　　摘要:简介3000m 3/h 氧氮液化设备低温液体泄漏的现象, 介绍了低温液体泄漏后从扒砂到漏点查找和处理的全过程, 提出了预防低温液体泄漏和检修时发生“喷砂”事故的措施。

关键词:液化设备; 冷箱; 液体泄漏; 扒砂

中图分类号:TB65719　　　文献标识码:B

Cause analysis and treatment of cryogenic liquid leakage in

oxygen and nitrogen liquefaction plant

Liu Ping , Song Yuhui , Yan Changsong

(O xygen Produci ng W orkshop , A nf ei Elect ron &Glass Co. , L t d. , 9th Hanghai East Road , Chi na )

Econom ic and Technological Development ,

,

P.

R.

Abstract :The accident a /h oxygen and nitrogen liquefaction plant is briefly introduced. perlite 2discharging operation to leakage searching and treatment is described. The prevent cryogenic liquid leakage and “perlite 2blasting ”accidents during maintenance are also proposed.

K eyw ords :Liquefaction plant ; Cold box ; Liquid leakage ; Perlite 2discharging operation

　　郑州安飞电子玻璃有限公司制氧车间为玻璃池炉配置的10000m 3/h 空分设备, 由于其氧气产量与实际用氧量不匹配, 即使在液体工况下运行, 仍有约3000m 3/h 的氧气放空。公司结合液氧的市场需求, 在2004年增建了1套3000m 3/h 氧氮液化设备。运行以后, 液化设备根据市场需求情况多次开、停机, 2008年8月15日发生了一起冷箱内低温液体泄漏故障。

在现场看到从冷箱底部钢板缝隙冒出大量白气, 冷箱板南面2m 高处还有“出汗”现象, 同时基础温度还在继续下降。

2　故障原因分析

根据上述现象, 断定冷箱内发生低温液体泄漏。经过分析认为以下几种原因的可能性比较大:

(1) 由于“出汗”处是阀门的集中区域, 所以可能是频繁操作导致阀门处泄漏;

(2) 焊接质量存在问题, 在内部压力较高处的焊缝发生泄漏;

(3) 冷箱内部垫片质量不好, 使用垫片处发生泄漏;

(4) 冷箱内部管道受压断裂。

1　故障现象

2008年8月14日上午, 启动氧氮液化设备, 15日早上发现一处冷箱基础温度在-30℃以下,

另一处冷箱基础温度为-11℃。查看历史记录曲线, 发现从14日23:00开始基础温度逐步下降。

收稿日期:2008212205

作者简介:刘平, 女, 1978年生, 助理工程师, 2001年毕业于河南机电高等专科学校自动化专业, 现在郑州安飞电子玻璃有限公司制氧车间从事制氧技术工作。

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为保证液化设备安全, 立即停运设备, 准备扒珠光砂检修。

3　故障处理

扒砂是一项艰巨而又危险的工作, 尽管液化设备冷箱内只有200多m 3的珠光砂, 且漏液量也不大, 但还是将扒珠光砂中可能会发生的事故都考虑周详。成立安全小组, 分工明确、责任到人, 制定了详细的处理方案。311　升　温

液化设备停车排液, 打开冷箱顶部人孔盖后冷箱静置1天, 使冷箱内部液体缓慢汽化, 当冷箱基础温度上升到-10℃左右时向冷箱内通入少量干燥加温气, 升温时注意观察冷箱内压力变化。待冷箱基础温度回升到0℃以上, 并且冷箱内设备、管道温度都基本回升后, 可加大加温气量。

待冷箱内温度回升到和加温气温度一样时再继续加温约16小时, 停止加温后冷箱静置1天, 不再下降后才开始扒砂。312　扒　砂

扒砂工具、, 专职安全员召集扒砂人员集中培训, 告知珠光砂的特性和注意事项, 并规划好一旦发生喷砂事故时人员的撤退路线。严格执行扒砂事故处理方案, 最终利用2天时间安全地将塔内珠光砂清理干净。313　查　漏

扒砂结束后, 发现冷箱底部钢板有2m 多长的裂缝, 对其进行补焊后, 对冷箱进行充气查漏。但是经过连续3次的充压试漏, 只发现1个出换热器后氧气管道上铂热电阻垫片漏气。但是由于该漏点在东面约10m 的高空, 泄漏量也不是很大, 与冷箱板“出汗”处相距又太远, 所以认为这不是导致冷箱基础温度连续下降的主要泄漏点和冻裂钢板的主要原因, 应该还有其他漏点。于是把查漏的方向主要放在液体管道上。经过仔细查漏, 还是没有查出漏点。最后决定进行裸冷查漏。果然, 在进行裸冷试漏的时候, 发现液氧管道上一法兰垫片泄漏, 这与之前分析的泄漏方位和高度都一致。314　漏点处理

氟乙烯垫片, 把聚四氟乙烯垫片改为金属缠绕垫片。

但是当时市场上只有尺寸合适的石墨金属缠绕垫片, 没有四氟金属缠绕垫片。在氧环境下石墨金属缠绕垫片能不能使用, 会不会和液氧发生反应, 会不会发生安全事故? 在没有该方面的资料和经验的情况下不敢贸然使用。在得到设计院专家确认后, 才将冷箱内所有聚四氟乙烯垫片更换为石墨金属缠绕垫片, 并将铂电阻改用退火后的铜垫。在更换下来的其他垫片中, 又发现有2个已经有裂纹。更换完垫片以后, 再次进行了充压试漏和裸冷查漏, 并在低温状态下进一步紧固了螺栓, 以防止其在低温状态下发生泄漏。315　装砂

裸冷结束后, 为加快冷箱内干燥速度, 打开所有人孔, 。, 气温较。装砂后, 之后运行正常。

4　预防措施

为防止此类故障再次发生, 预防液体泄漏和扒砂时发生二次事故, 应从以下几个方面采取措施:

(1) 操作人员在生产中应时刻监视氧氮液化设备各项参数的变化, 精心操作; 要培养操作人员的分析和判断故障的能力, 以便能预见或尽早发现故障, 并及时、正确地分析和处理。

(2) 在设备安装或改造时, 要尽量减少在冷箱内部使用垫片。如果必须使用垫片, 要选用质量好的垫片, 防止因为垫片泄漏而造成更大的事故, 从而造成人力和财力上的损失。

(3) 冷箱内部配管要合理, 要把珠光砂下沉等因素考虑在内, 防止仪表管、引压管等因受压过大而断裂。

(4) 在冷箱内部出现泄漏的情况下, 要及时判断出泄漏点的大致方位和高度。在生产紧张的情况下, 可以根据泄漏量和基础温度来判断是否及时检修, 如果情况紧急, 要采取果断措施。

(5) 在扒砂处理故障时, 要严格遵循扒砂方案。冷箱必须先静置, 待内部温度升高后再逐步加大通入的密封气量。在整个扒砂过程中必须密切监视冷箱的密封气压力, 严防超压, 预防扒砂时发生“喷砂”事故。

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引起这两处泄漏的原因都是劣质聚四氟乙烯垫片断裂。劣质的聚四氟乙烯垫片在低温下韧性会发生改变, 在外部压力的作用下容易断裂。为了避免再一次发生类似故障, 决定更换冷箱内所有的聚四